Žiedo drebėjimas atskleidė netikėtų detalių apie Saturno branduolį

NASA kosminio zondo “Cassini” surinktus duomenis tyrinėjantys mokslininkai Saturno žieduose aptiko bangų, kurių negalima paaiškinti Saturno mėnuliais, todėl spėjama, kad planetos branduolys yra labiau skystas nei kietas ir daug didesnis, nei manyta anksčiau.

Šią savaitę Kaltecho universiteto mokslininkai žurnale “Nature Astronomy” paskelbė naują tyrimą, kuriame atskleidė, kad 2013 m. kosminio zondo “Cassini” surinkti duomenys parodė, jog vidiniame Saturno žiede, vadinamame D žiedu, pastebėtos aiškios, spiralės formos bangos.

Negalėdami paaiškinti šių bangavimų, remdamiesi daugybės Saturno mėnulių gravitacine įtaka, tyrėjai atsigręžė į pačią planetą, kai juos aplankė įkvėpimas: o kas, jei bangavimus būtų galima panaudoti modeliuojant pačios planetos vidų taip, kaip žemės drebėjimai naudojami Žemės vidui apžvelgti?

“Saturno žiedus panaudojome kaip milžinišką seismografą, kad išmatuotume virpesius planetos viduje”, – pareiškime teigė Kaltecho teorinės astrofizikos docentas ir tyrimo bendraautorius Džimas Fuleris (Jim Fuller). “Tai pirmas kartas, kai mums pavyko seisminiu būdu ištirti dujinės planetos milžinės struktūrą, ir rezultatai buvo gana netikėti.”

Bangavimas mokslininkams parodė, kad, priešingai nei manyta anksčiau, Saturno branduolys yra ne kietas rutulys, kaip Žemės, o “neaiškus” branduolys be aiškios ribos, sudarytas iš mišraus ledo, uolienų ir metalinio skysčio mišinio. Šis drumzlinas branduolys slankioja planetos viduje, o tai sukelia gravitacinius svyravimus, kurie buvo užfiksuoti vidiniame planetos žiede.

“Saturnas visada dreba, tačiau tai vyksta subtiliai, – sako Kristoferis Mankovičius (Christopher Mankovich), planetų mokslų podoktorantūros mokslinis bendradarbis ir vienas iš naujojo tyrimo autorių. “Planetos paviršius kas vieną ar dvi valandas sujuda maždaug metrą, tarsi lėtai banguojantis ežeras. Žiedai, tarsi seismografas, fiksuoja gravitacinius trikdžius, ir žiedo dalelės ima svyruoti.”

Dar nuostabiau yra tai, kad Saturno tyrimas rodo, jog neaiškus planetos branduolys yra daug didesnis, nei manėme, ir driekiasi per maždaug 60 % jos skersmens bei yra maždaug 55 kartus masyvesnis už Žemę. Tyrime taip pat apskaičiuota, kad 17 Žemės masių branduolio sudėties sudaro uolienos ir ledas, o likusią dalį – skystas vandenilis ir helis.

Pagaliau pradeda aiškėti paslaptingas dujinių milžinų vidus

Šis naujas tyrimas apie neaiškų Saturno branduolį nėra pirmas įrodymas, kad išorinės Saulės sistemos dujiniai milžinai yra dar mažiau kieti, nei manėme iš pradžių.

Nors akivaizdu, kad jie yra milžiniški dujų kamuoliai, ilgą laiką manėme, kad dujiniai milžinai turi kietą, uolėtą branduolį, sudarytą iš geležies ar kito sunkaus elemento. Aplink Jupiterį skriejantis NASA kosminis zondas “Juno” taip pat užfiksavo požymių, kad dujinio milžino vidus taip pat yra panašus į purų.

Ilgą laiką buvo iškelta hipotezė, kad Jupiterio branduolį supo skysto vandenilio vandenynas, o atmosferos slėgis atėmė iš vandenilio elektronus, todėl atsirado elektros srovės, sukuriančios didžiulį Jupiterio magnetinį lauką, tačiau Jupiteris neturi tokios žiedų sistemos, kokią turi Saturnas, todėl tokia astroseismografija neįmanoma.

Šie rezultatai ir tai, ką “Juno” aptiko Jupiteryje, yra didžiulis žingsnis link geresnio šių masyvių planetų vidaus supratimo, o kartu ir geresnio supratimo, kaip dujinės milžinės formavosi ankstyvojoje Saulės sistemoje.